什么是LlamaIndex？LlamaIndex數(shù)據(jù)框架的特點和功能

來源：Coggle數(shù)據(jù)科學(xué)

什么是LlamaIndex ?

LlamaIndex是一個數(shù)據(jù)框架，用于讓基于LLM的應(yīng)用程序攝取、結(jié)構(gòu)化和訪問私有或領(lǐng)域特定的數(shù)據(jù)。它提供Python和Typescript版本。

LLMs提供了人類和數(shù)據(jù)之間的自然語言接口。廣泛可用的模型預(yù)先訓(xùn)練了大量公開可用的數(shù)據(jù)，如維基百科、郵件列表、教科書、源代碼等。然而，雖然LLMs在大量數(shù)據(jù)上進(jìn)行了訓(xùn)練，但它們沒有接觸您的數(shù)據(jù)，這可能是私有的或與您要解決的問題特定相關(guān)的數(shù)據(jù)。它可能存在于APIs、SQL數(shù)據(jù)庫中，或者被困在PDF和幻燈片中。

LlamaIndex特點

LlamaIndex采用了一種稱為檢索增強(qiáng)生成（RAG）的不同方法。與要求LLMs立即生成答案不同，LlamaIndex：

先從您的數(shù)據(jù)源中檢索信息，

將其添加到您的問題作為上下文，

要求LLMs基于豐富的提示進(jìn)行回答。

RAG克服了微調(diào)方法的所有三個缺點：

由于不涉及訓(xùn)練，因此它是便宜的。

僅在您要求時才檢索數(shù)據(jù)，因此它始終保持最新。

LlamaIndex可以向您展示檢索到的文檔，因此它更可信。

LlamaIndex對您如何使用LLMs沒有限制。您仍然可以將LLMs用作自動完成、聊天機(jī)器人、半自主代理等（請參見左側(cè)的用例）。它只是使LLMs對您更有相關(guān)性。

LlamaIndex功能

LlamaIndex提供以下工具：

數(shù)據(jù)連接器從其原生來源和格式攝取您的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。這可以是APIs、PDF、SQL等等。

數(shù)據(jù)索引將您的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化為中間表示，LLMs可以輕松高效地使用。

引擎為您的數(shù)據(jù)提供自然語言訪問。例如：

查詢引擎是用于知識增強(qiáng)輸出的強(qiáng)大檢索接口。

聊天引擎是用于與數(shù)據(jù)進(jìn)行多消息、“來回”交互的對話接口。

數(shù)據(jù)代理是由工具增強(qiáng)的LLM驅(qū)動的知識工作者，從簡單的輔助功能到API集成等等。

應(yīng)用集成將LlamaIndex與您的生態(tài)系統(tǒng)的其余部分相連接。這可以是LangChain、Flask、Docker、ChatGPT或… 其他任何東西！

LlamaIndex安裝

pipinstallllama-index

安裝通常所需的可選依賴項的方法。目前，這些依賴項分為三組：

pip install llama-index[local_models]安裝對私有LLMs、本地推理和HuggingFace模型有用的工具

pip install llama-index[postgres]如果您正在使用Postgres、PGVector或Supabase，則此選項很有用

pip install llama-index[query_tools]為您提供混合搜索、結(jié)構(gòu)化輸出和節(jié)點后處理的工具

檢索增強(qiáng)生成（RAG）

LLMs在龐大的數(shù)據(jù)集上進(jìn)行訓(xùn)練，但它們并沒有接觸您的數(shù)據(jù)。檢索增強(qiáng)生成（RAG）通過將您的數(shù)據(jù)添加到LLMs已經(jīng)可以訪問的數(shù)據(jù)中來解決這個問題。在本文檔中，您將經(jīng)常看到對RAG的引用。

在RAG中，您的數(shù)據(jù)被加載并準(zhǔn)備進(jìn)行查詢或“索引”。用戶的查詢作用于索引，將您的數(shù)據(jù)篩選到最相關(guān)的上下文。然后，此上下文和您的查詢與LLM一起傳遞給一個提示，LLM將提供響應(yīng)。

即使您正在構(gòu)建的是一個聊天機(jī)器人或代理，您也會想要了解RAG技術(shù)，以將數(shù)據(jù)引入您的應(yīng)用程序。

RAG中的階段

RAG中有五個關(guān)鍵階段，這些階段將成為您構(gòu)建的任何更大應(yīng)用程序的一部分。這些階段是：

加載：這指的是從數(shù)據(jù)所在的地方（無論是文本文件、PDF、另一個網(wǎng)站、數(shù)據(jù)庫還是API）獲取您的數(shù)據(jù)，將其引入您的管道。LlamaHub 提供了數(shù)百個可供選擇的連接器。

索引：這意味著創(chuàng)建一個允許查詢數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對于LLMs，這幾乎總是意味著生成矢量嵌入，這是您的數(shù)據(jù)意義的數(shù)字表示，以及許多其他元數(shù)據(jù)策略，使其易于準(zhǔn)確找到上下文相關(guān)的數(shù)據(jù)。

存儲：一旦您的數(shù)據(jù)被索引，您幾乎總是希望存儲您的索引，以及其他元數(shù)據(jù)，以避免必須重新索引它。

查詢：對于任何給定的索引策略，您可以使用LLMs和LlamaIndex數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以多種方式進(jìn)行查詢，包括子查詢、多步查詢和混合策略。

評估：在任何管道中，檢查其相對于其他策略或在進(jìn)行更改時的有效性是一個關(guān)鍵步驟。評估提供了有關(guān)您對查詢的響應(yīng)的準(zhǔn)確性、忠實度和速度的客觀度量。

每個步驟中的重要概念

在每個階段中，您還會遇到一些涉及到這些階段的術(shù)語。

加載階段

節(jié)點和文檔：一個文檔是圍繞任何數(shù)據(jù)源的容器，例如PDF、API輸出或從數(shù)據(jù)庫檢索的數(shù)據(jù)。節(jié)點是LlamaIndex中數(shù)據(jù)的原子單位，表示源文檔的“塊”。節(jié)點具有將其與所在文檔和其他節(jié)點相關(guān)聯(lián)的元數(shù)據(jù)。

連接器：數(shù)據(jù)連接器（通常稱為讀取器）從不同的數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)格式中攝取數(shù)據(jù)到文檔和節(jié)點中。

索引階段

索引：一旦攝取了您的數(shù)據(jù)，LlamaIndex將幫助您將數(shù)據(jù)索引到易于檢索的結(jié)構(gòu)中。這通常涉及生成矢量嵌入，這些嵌入存儲在一個稱為矢量存儲的專用數(shù)據(jù)庫中。索引還可以存儲有關(guān)您的數(shù)據(jù)的各種元數(shù)據(jù)。

嵌入：LLMs生成稱為嵌入的數(shù)據(jù)的數(shù)字表示。在為相關(guān)性過濾數(shù)據(jù)時，LlamaIndex將查詢轉(zhuǎn)換為嵌入，并且您的矢量存儲將找到數(shù)值上與查詢嵌入相似的數(shù)據(jù)。

查詢階段

檢索器：檢索器定義了在給定查詢時如何有效地從索引中檢索相關(guān)上下文。您的檢索策略對于檢索的數(shù)據(jù)的相關(guān)性以及執(zhí)行此操作的效率至關(guān)重要。

路由器：路由器確定將使用哪個檢索器從知識庫中檢索相關(guān)上下文。更具體地說，RouterRetriever類負(fù)責(zé)選擇一個或多個候選檢索器來執(zhí)行查詢。它們使用選擇器根據(jù)每個候選的元數(shù)據(jù)和查詢選擇最佳選項。

節(jié)點后處理器：節(jié)點后處理器接收一組檢索到的節(jié)點并對其應(yīng)用變換、過濾或重新排序邏輯。

響應(yīng)合成器：響應(yīng)合成器使用用戶查詢和一組檢索到的文本塊從LLM生成響應(yīng)。

將所有內(nèi)容整合在一起

有無數(shù)數(shù)據(jù)支持的LLM應(yīng)用程序的用例，但它們大致可以分為三類：

查詢引擎：查詢引擎是一個端到端的管道，允許您在數(shù)據(jù)上提問。它接收自然語言查詢，并返回一個響應(yīng)，以及檢索到的并傳遞給LLM的參考上下文。

聊天引擎：聊天引擎是一個端到端的管道，用于與您的數(shù)據(jù)進(jìn)行對話（而不是單一的問答）。

代理：代理是由LLM驅(qū)動的自動決策者，通過一組工具與世界互動。代理可以采取任意數(shù)量的步驟來完成給定任務(wù)，動態(tài)決定最佳行動方案，而不是按照預(yù)先確定的步驟進(jìn)行。這使得它具有處理更復(fù)雜任務(wù)的額外靈活性。

審核編輯：湯梓紅